Yaʼqinda chop etilgan va Science Advances jurnalida eʼlon qilingan tadqiqot hayotning kelib chiqishi haqidagi tushunchani tubdan oʻzgartirishni taklif qilmoqda: bakteriyalar va arxeylar alohida evolyutsion yoʻllar boʻyicha tirik organizmlar holatiga erishgan boʻlishi mumkin.
Germaniya, Dusseldorfdagi Heinz-Heine universiteti olimlari tomonidan olib borilgan tadqiqot metabolizm bilan bogʻliq fermentlarni tahlil qildi. Mualliflar ikkita yirik mikroorganizmlar turi nojonli kimyodan birinchi mustaqil tirik organizmlarga oʻtishdagi hal qiluvchi bosqichni yengish uchun oʻzining maxsus yechimlarini ishlab chiqqanligiga kelishib yetishdilar.
Bu kashfiyot universal umumiy ajdod, yaʼni LUCA deb nomlanuvchi, hujayraviy hayotning yagona boshlangʻichi boʻlmasligi mumkinligini koʻrsatadi. Buning oʻrniga, hayot tarixi umumiy kimyoviy bosqichdan soʻng ikki alohida boshlanishga ega boʻlgan boʻlishi mumkin.
Hayotning kelib chiqishi fanning eng murakkab muammolaridan biriga tegishli: Yerning dastlabki davrida mavjud boʻlgan molekulyar komplekslar qanday qilib energiya olish, oʻsish va koʻpayish qobiliyatiga ega tizimlarga aylangan? Bu jarayonda metabolizm asosiy rol oʻynaydi.
Hayotning turli xil taʼriflari mavjud boʻlsa-da, organizm faoliyatini saqlab turish uchun kimyoviy reaksiyalarni oʻtkazish qobiliyati tirik mavjudotlarning ajralmas belgisi hisoblanadi. Ilmiy muammo evolyutsion dilemmada namoyon boʻladi: kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiruvchi fermentlar, oqsilotlar tirik organizmlar tomonidan ishlab chiqariladi, ammo birinchi tirik tizimlar bunday tuzilmalar paydo boʻlishidan oldin ham bu reaksiyalarni oʻtkazishi kerak edi.
Tadqiqotchilar ekstremal muhitlar, masalan, gidrotermal manbalar ushbu oʻtish uchun zarur sharoitlarni yaratgan boʻlishi mumkin deb taxmin qilishadi. Bunday joylarda tabiiy metallar katalizatorlar sifatida harakat qilib, hayot boshlanishi uchun muhim molekulalarning hosil boʻlishiga olib kelgan kimyoviy reaksiyalarni taʼminlagan boʻlishi mumkin.
Bu gipotezani tekshirish uchun jamoa bakteriyalar va arxeylarning genomlarida mavjud boʻlgan oqsil tuzilmalarini oʻrgandi. Ushbu maʼlumotlarga asoslanib, olimlar fermentlarni murakkablik darajasiga koʻra tartiblash va turli metabolik komponentlarning paydo boʻlish tartibini baholash usulini ishlab chiqdilar.
Natijalar LUCA zamonaviy metabolizm uchun zarur boʻlgan fermentlarning faqat bir qismining mavjud boʻlganini koʻrsatdi. Qolgan funksiyalar dastlab atrof-muhitning oʻz kimyoviy elementlari tomonidan bajarilgan.
Taklif etilgan rekonstruksiyaga koʻra, metabolizmni rivojlantirish bosqichma-bosqich sodir boʻldi. Avval reaksiyalar toʻliq tabiiy katalizatorlarga, masalan, metallarga bogʻliq edi. Keyin esa dastlabki bosqichlardagi organizmlar oʻz fermentlarini ishlab chiqarishni boshladilar va asta-sekin tashqi elementlarni almashtirdilar.
Rivojlanishi bilan bu hujayraviy tuzilmalar katta kimyoviy mustaqillikka ega boʻlib, asosiy reaksiyalarni oʻtkazish uchun atrof-muhitga bevosita bogʻliqliksiz metabolizmini saqlab qoladigan erkin hujayralar bosqichiga erishdi.
Tadqiqotning asosiy xulosasi bakteriyalar va arxeylarni solishtirishda namoyon boʻladi. Tadqiqotchilar fikricha, maʼlum hayotiy muhim metabolik funksiyalarga javobgar fermentlar ikkala guruhda bitta evolyutsion manbadan saqlanib qolmagan. Bu, har bir guruh dastlabki ajralishdan soʻng oʻxshash jarayonlarni bajarish uchun oʻz mexanizmlarini topganligini koʻrsatadi, yaʼni mustaqil hujayrani saqlash qobiliyati ikki marta paydo boʻlgan.
Gipoteza barcha tirik mavjudotlar uchun umumiy ajdod mavjudligini inkor etmaydi, ammo bu organizm toʻliq metabolik mustaqillikdan oldin yashaganligini taxmin qiladi. Evolyutsion yoʻllarning ajralishi prebiotik kimyo va hujayraviy hayot oʻrtasidagi oʻtish davrida sodir boʻlgan boʻlishi mumkin.
Tadqiqot shuningdek organizmlar energiyani olish uchun ishlatadigan mexanizmlarning kelib chiqishini koʻrib chiqadi. Bu jarayondagi eng muhim molekulalardan biri ATP boʻlib, u zamonaviy hujayralar uchun universal energiya manbai hisoblanadi. Olimlar ATP ning predessori gidrotermal manbalarga oʻxshash muhitlarda mavjud boʻlgan boʻlishi mumkinligini taxmin qilishadi. Ular fosfit, bu yerda tabiiy ravishda uchraydigan fosfor birikmasi ishtirokida reaksiyalar zamonaviy biologik tizimlar paydo boʻlishidan oldin fosforillanish jarayonlariga yordam bergan boʻlishi mumkinligini taʼkidlaydilar.
Taraqqiyotga qaramay, olimlar bu dastlabki bosqichlar qaysi aniq muhitda sodir boʻlganligi haqidagi savollarning saqlanib qolganligini taʼkidlaydilar. Evolyutsiya qilishga qodir birinchi tizimlarni shakllantirishda suv yoki boshqa koʻproq qalin kimyoviy muhitlarning roli bilan bogʻliq muammolar mavjud.
Agar yangi tadqiqotlar bu xulosalarni tasdiqlasa, hayot daraxti haqidagi anʼanaviy tushuncha tuzatishni talab qilishi mumkin. Barcha maʼlum organizmlarga olib boradigan yagona ildiz oʻrniga, hujayraviy hayotning kelib chiqishi faqat keyingi evolyutsion tarixda uchrashgan ikki alohida yoʻlni oʻz ichiga olishi mumkin edi.
